技术摘要：
本发明提供一种海洋工程结构冰激频率锁定振动抑制装置及海洋结构，所述海洋工程结构冰激频率锁定振动抑制装置包括设置在直立或者接近直立的海洋结构外表面上，潮差带范围内的凸起。所述凸起为三角锥、四棱锥、螺旋三角梁、圆锥和倾斜的三角短梁中的一种或多种的组合。  全部
背景技术：
在结冰海域，海冰在风和海流的作用下会发生漂移运动。运动的海冰与固定的海 洋结构如海洋平台，风电基础以及灯塔等发生作用时，海冰破碎导致的冰荷载会导致结构 的振动。冰激振动是对冰区海洋结构的一个主要危害。美国阿拉斯加、俄罗斯萨哈林以及我 国渤海的石油平台、北欧的灯塔、航标都曾发生过严重的冰激振动事故。最危险的冰激振动 发生在冰速比较慢的条件下。此时冰的破碎与结构的振动过程发生耦合作用，冰荷载频率 与结构振动频率形成特殊的锁定现象，结构发生持续的稳态振动。ISO19906标准中将这种 振动称为频率锁定振动。 结构频率锁定振动主要发生在桩腿或者外表面是直立平面或者圆柱表面的海洋 结构上。即结构的桩腿为直立圆柱形式或者为竖直平面。根据发明人的研究成果，当海冰以 较慢的速度与海洋结构直立外表面发生作用时，海冰的挤压破碎过程是一种韧性断裂。韧 性断裂过程可以分为损伤和破碎两个阶段。在损伤阶段海冰内部出现裂纹，荷载增加但冰 不会发生断裂；在破碎阶段，裂纹达到饱和导致海冰破碎，荷载降低。韧性断裂有两个主要 特征，一是海冰与结构接触表面发生海冰的损伤与破碎具有同时性。二是在韧性断裂过程 中，海冰与结构接触表面形成韧性损伤区，韧性损伤区具有特定的长度，每次海冰的断裂在 韧性损伤区发生，具有特定的长度，现场测量发现损伤区和破碎长度应该小于5cm。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对目前海洋平台、海上风电基础、桥墩、灯塔等结构在海冰 作用下易发生频率锁定振动的问题，提出一种海洋工程结构冰激频率锁定振动抑制装置， 该装置能改变结构表面与海冰接触的形式，进而改变海冰的挤压破碎形式，避免因为海冰 同步破碎而导致的周期性冰荷载，进而消除冰激结构频率锁定振动。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种海洋工程结构冰激频率锁定振 动抑制装置，包括设置在直立或者接近直立的海洋结构外表面上，潮差带范围内的凸起。所 述潮差带高度为5-9米。 进一步地，所述凸起为三角锥、四棱锥、螺旋三角梁、圆锥和倾斜的三角短梁中的 一种或多种的组合。 进一步地，所述凸起为具有防腐性能的钢材凸起或者混凝土等建筑拆料凸起。 进一步地，所述凸起装置均匀或者随机分布在海洋结构外表面，垂直方向上需要 覆盖潮差带，在水平方向上沿着周长方向360度布置。 进一步地，上下临近的两排凸起的垂直距离不大于可引起海洋结构振动的海冰厚 度。以保证海冰与海洋结构接触位置被凸起装置所覆盖，避免海冰完全与直立海洋结构表 3 CN 111719491 A 说　明　书 2/4 页 面发生接触破坏。优选的，所述上下临近的两排凸起的垂直距离不大于5cm。 进一步地，所述凸起的高度为1-5cm，根据不同地区冰厚不同进行针对性设计。 本发明海洋工程结构冰激频率锁定振动抑制装置的工作原理：本发明在海洋结构 外表面与冰接触位置添加三角锥或者圆锥、倾斜棱锥等附属结构，附属结构将首先与海冰 发生局部接触，在冰的截面位置造成局部破坏。本发明所提出的附属结构将扰乱韧性损伤 区的生成，避免海冰的同时破碎，避免海冰破碎与结构位移耦合作用发生。进而避免频率锁 定振动发生。 本发明的另一个目的还公开了一种海洋结构，该海洋结构外表面上、潮差带范围 内设置有上述海洋工程结构冰激频率锁定振动抑制装置。 进一步地，所述海洋结构横截面为圆形、矩形或椭圆形。只要海洋结构外表面垂直 或者接近垂直于水平面，本发明均适用。 进一步地，所述海洋结构包括但不限于海洋平台导管架桩腿、海上风电基础结构、 桥墩或灯塔。 本发明为一种可以消除海洋平台、海上风电基础、桥墩、灯塔等结构在海冰作用下 发生频率锁定振动的结构抗冰措施，与现有技术相比较具有以下优点： 1)、海冰在风和海流的作用下，会在海面上发生运动。其运动速度范围可以从静止 到1米/秒左右。当海冰低速与直立海洋结构发生作用时，海冰形成特殊的同时破碎现象，该 现象将导致海冰破碎与结构运动耦合，进而发生结构强烈的频率锁定振动现象。频率锁定 振动是结冰海域工程结构最危险的控制工况。本